Dai monocross alle sospensioni a quadrilatero

Dai monocross alle sospensioni a quadrilatero


Eccoci finalmente a discutere della principale categoria di schemi di sospensione non classificabili come monocross. Non mi addentrerò eccessivamente nei dettagli tecnici e mi soffermerò solo sugli aspetti più salienti  per non appesantire troppo la lettura. Per chi volesse ripassare definizione, caratteristiche e funzionamento dei monocross consiglio la rilettura di questo link. Se siete armati di tempo, interesse e pazienza, rileggetevi anche questo articolo, che si focalizza maggiormente sugli aspetti quantitativi che caratterizzano un monocross: come vedrete,  traiettoria, antisquat ecc. sono gli stessi elementi di cui parlerò nel seguito dell’articolo.

Partiamo con l’intenzione  di eliminare ogni possibilità di confusione: le sospensioni a quadrilatero, o 4-bar (per favore concedetemi l’inglesismo, molto sintetico ed intuitivo come capirete leggendo le righe che seguono), sono costituite da tre link (o bracci) che formano un quadrilatero con il triangolo anteriore del telaio che funge da quarto lato ( a volte serve un pochino di fantasia per vederlo); il link mediano (detto anche link sospeso o braccio sospeso) è quello al quale è collegato il mozzo della ruota posteriore. Prestate molta attenzione a questo punto, poichè spesso i sistemi monocross hanno una struttura a quadrilatero, ma la ruota posteriore non è fissata al link sospeso, bensì a quello inferiore: questi sistemi ricadono in quelli descritti negli articoli sui monocross sopra citati.

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=59383&s=576[/img]

Come leggete, sto abusando di un altro inglesismo: link, ma è proprio il termine migliore per indicare i bracci o le bielle superiori ed inferiore del quadrilatero; come vedremo negli esempi, questi link possono essere fisicamente realizzati anche senza bracci o bielle, ma per esempio con meccanismi eccentrici.

 

Centro istantaneo

Vi devo tediare con una seconda definizione importante: chiarita questa, diventa abbastanza agevole tutto il resto dell’articolo e soprattutto si avrà in mano uno degli strumenti principali e più intuitivi per discutere di monocross, VPP, DW-Link, I-link, Maestro, ecc senza troppa difficoltà. Vi parlo del centro istantaneo (in breve IC) delle sospensioni a quadrilatero, ovvero del centro attorno al quale ruota il link sospeso (quello a cui è collegata la ruota) durante il funzionamento della sospensione. Questo punto non è fisso sul telaio, ma si muove durante la compressione della sospensione; per questo motivo si definisce istantaneo. L’ IC si ottiene come punto di intersezione delle 2 linee rette definite rispettivamente dai link inferiore e superiore. Le figure riportate sotto sono molto più esplicative delle parole.

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=50700&s=576[/img]

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=50699&s=576[/img]

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=50701&s=576[/img]

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=50702&s=576[/img]

In queste quattro figure illustro la posizione del centro istantaneo in quattro differenti mtb, nella situazione di sospensione a riposo.

Nei monocross, la posizione del fulcro principale controlla la traiettoria, l’antisquat e il pedal-feedback, o meglio, l’influenza della pedalata sulla sospensione e viceversa. Nel caso attuale delle sospensioni a quadrilatero, il ruolo del fulcro principale è giocato dall’IC! L’IC non è un vero fulcro, ma un punto mobile, la cui posizione, istante per istante, definisce traiettoria, antisquat e forze indotte. Nello schema sotto vedete un’esempio di traiettoria dell’IC.

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55864&s=576[/img]

Il nostro progettista “immaginario” definendo posizione e movimento dell’IC ha un grandissimo campo di azione nel disegnare una sospensione 4-bar, contrariamente al caso del progettista di monocross, che ha il vincolo di un fulcro principale  fisso e posizionato sul telaio della bici. Quindi tutte le caratteristiche della sospensione quali traiettoria, rapporto di leva, pedal-feedback e antisquat possono essere controllate maggiormente rispetto al caso del semplice monocross.

Se mi avete seguito sino a questo punto, avete compreso l’aspetto principale che differenzia le sospensioni 4-bar dai monocross. Una sospensione 4-bar in ogni istante può essere “pensata” come un monocross con infulcro principale sull’IC; sottolineo ancora che questo è  un modello che risulta vero solo istante per istante. Sulla base di questa considerazione potete applicare tutte le considerazioni viste qui e qui anche alle sospensioni 4-bar!

Per chiarire meglio discuto brevemente traiettoria e antisquat. In un moncross la distanza tra l’asse del mozzo posteriore e il fulcro principale è fissa; al contrario nei 4-bar questa distanza è variabile e a seconda del tipo di sospensione può assumere valori che vanno da qualche cm a vari metri!  Quindi la geometria della traiettoria ne è direttamente influenzata.

Se ricordate il concetto di antisquat (spiegato qui nel caso dei monocross; vedete anche la figura sotto) capirete subito l’importanza della posizione dell’IC nella determinazione dell’antisquat della sospensione 4-bar. Visto che la posizione ed il movimento dell’IC sono definiti dal progettista, quest’ultimo può calibrare queste due caratteristiche per ottenere la migliore curva di antisquat.

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=59197&s=576[/img]

Analogamente, se ricordate quanto è rilevante la posizione del fulcro principale di un monocross ai fini del pedal-feedback, ora immaginate che è la posizione dell’IC ed in particolare la sua distanza dalla linea catena a quantificare le forze indotte dalla pedalata sulla sospensione e viceversa.

Rispetto al caso dei monocross, le sospensioni 4-bar permettono ulteriori gradi di libertà nella definizione degli schemi di sospensione delle nostre mtb: per questo motivo, storicamente si è avuto un proliferare di brevetti e di acronimi relativi a classi distinte di schemi 4-bar.

 

Schemi a quadrilatero

Vediamo una breve panoramica sui principali schemi a quadrilatero in uso dai produttori di mtb.

Horst

I quadrilateri con giunto Horst sono lo schema 4-bar che si è largamente diffuso per primo. I progettisti lavorano su schemi di questo tipo da molti anni e hanno sviluppato sistemi proprietari: pensate ad esempio all’FSR di Specialized, all’ICT di Ellsworth o all’OST di Lapierre.

Le sospensioni Horst sono caratterizzate da un link inferiore molto lungo, di lunghezza simile a quella dell’intero carro, mentre il link superiore è solitamente abbastanza corto. Anche il link mediano è lungo. Le varie tipologie di horst si distinguono per le geometrie ed dimensioni dei link: ad esempio è immediato notare che nello schema ICT, il link superiore è molto lungo rispetto a quello dello schema FSR.

Negli schemi Horst il centro istantaneo solitamente è prossimo alla linea catena, per cui essi presentano una buona efficienza in pedalata visto che limitano il pedal feedback e l’allungamento della catena. L’antisquat è piccolo poichè il centro istantaneo è in posizione avanzata.

E’ importante che i progettisti curino il design strutturale del quadritalero Horst per massimizzarne la rigidità: in particolare il link inferiore molto lungo rende il loro lavoro più difficile. Ecco due celebri esempi di sospensioni Horst:

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55936&s=576[/img]

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55941&s=576[/img]

Lawwill

Questo schema, ideato da Mert Lawwill, risale a moltissimi anni fa e merita di essere menzionato. I link superiore ed inferiore sono entrambi bracci molto lunghi, al contrario del link sospeso, che è molto più corto. Una delle particolarità è che l’IC si trova posteriormente rispetto al carro. Una delle bici più celebri per la quale fu adottato questo schema è la mitica Yeti DH9. Il movimento dell’IC era stato studiato per rimanere abbastanza vicino alla linea catena con la classica corona da DH di quei tempi da almeno 40 o 42 denti! Il difetto principale era la scarsa rigidità del carro, ragion per cui i due bracci superiori sono “sovra-dimensionati”.

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55931&s=576[/img]

Bracci corti

La sospensioni 4-bar che hanno subito il maggior sviluppo negli ultimi anni, contemporaneamente ad una loro grande diffusione, sono gli schemi a bracci corti: il link superiore ed il link inferiore sono molto corti, mentre il link sospeso costituisce l’intero triangolo del carro della mtb. Questa configurazione ha un immediato pregio dal punto di vista strutturale, poichè i link corti sono meno soggetti a flessioni rispetto a link lunghi: questo permette di progettare mtb con una elevata rigidità laterale e torsionale della sospensione posteriore.

Il secondo pregio è costituito dal gran numero di gradi di libertà a vantaggio del progettista per personalizzare il proprio schema 4-bar a bracci corti. Anche sistemi apparentemente non troppo diversi tra loro possono presentare grosse differenze cinematiche e performances totalmente differenti. Tutte le caratteristiche della sospensione possono essere ottimizzate opportunamente da parte del progettista in ogni punto dell’escursione (o quasi) curando la traiettoria del centro istantaneo tramite dimensionamento e posizionamento opportuno dei due link. I link non devono essere necessariamente bielle o bracci, ma possono essere anche eccentrici simili a quelli delle recenti Yeti SB-66 e Ibis Ripley 29.

La maggior parte dei 4-bar a bracci corti possono essere suddivisi in 2 grosse categorie: quelli in cui il link superiore e quello inferiore ruotano nella stessa direzione e quelli in cui i due link ruotano in direzioni opposte.

All’interno della prima categoria cadono sistemi come Giant Maestro, DW-Link, Quad Link e MDE I-link. Ecco una sospensione I-link e uno schema DW-link:

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55933&s=500[/img]

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55935&s=576[/img]

Nella seconda invece troviamo il sistema VPP utilizzato da Santa Cruz e Intense: la peculiarià principale della rotazione in versi opposti dei due link è quella di produrre un movimento di abbassamento dell’IC diretto verso la parte anteriore della mtb (e quindi diminuisce l’antisquat). VPP di Intense:

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55932&s=500[/img]

Ci sono poi schemi che non ricadono in nessuna delle due categorie, come lo Switch di Yeti adottato sulla SB-66 citata sopra, nel quale il link inferiore, che in  questo caso è un eccentrico, cambia verso di rotazione durante l’azionamento della sospensione. Sospensione della SB-66:

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=55937&s=576[/img]

E’ impossibile eseguire una analisi univoca di tutti questi schemi, ma è possibile dedurre le caratteristiche principali della sospensione caso per caso, analizzando la posizione ed il movimento dell’IC. Non lasciatevi ingannare dall’apparente somiglianza tra molti schemi a bracci corti: ognuno di essi presenta peculiarità che lo rendono particolare e differente dagli altri.

Conclusioni

In questo articolo e nei due articoli sui monocross ho voluto dare una panoramica sugli schemi di sospensioni più diffusi, illustrandone le caratteristiche principali e soprattutto un metodo per comprendere gli aspetti fondamentali di uno schema. I tre articoli non vogliono avere assolutamente la pretesa di definire pregi, difetti e differenze delle varie sospensioni sulla carta, visto che questa pretesa, a mio modo di vedere, si può esigere solo sul campo: sentieri e montagne. Inoltre non mi stanco di ripetere che una mtb è caratterizzata sempre da tutte le sue parti; non ha proprio senso la domanda “è meglio il mio dw-link o il tuo monocross?”. Una mtb è fatta da qualche decina di componenti, alcuni dei quali con un elevato grado di personalizzazione: in primis gli elementi ammortizzanti, poi gli aspetti geometrici, posizione e dimensioni dei punti di contatto, gomme e componentistica.

In questo articolo sui quadrilateri e negli articoli sui monocross, ho voluto provare ad esporre metodi per comprendere meglio uno schema di sospensione, ad esempio quello della propria bicicletta e ho fornito alcuni strumenti per capire come ottimizzarne il funzionamento in base ai propri gusti e alla tipologia di utilizzo. A volte, prima di arrivare a sostituire la propria full-suspended, si può fare parecchio lavoro per ottimizzarla al meglio senza necessariamente spendere troppi quattrini.

Infine, ricordate sempre le parole di Joe Graney, ingegnere di Santa Cruz Bicycles:” e’ quello per cui gli addetti al marketing sono stipendiati: creare ragioni semplici e credibili per le quali un prodotto sia superiore e ripetere queste ragioni così tanto da renderle comunemente accettate e  scontate, indipendentemente dalla assenza di loro motivazioni reali”. Non sempre è facile discernere tra realtà e “fantasia” su quello che si sente e si legge, ma il mio consiglio è di essere sempre critici verso quegli slogan che predicano i miracoli di un particolare schema di sospensione.

Leave a Reply

Notificami di
wpDiscuz